Bài viết này nhằm đưa ra các kiến thức tổng quát nhất về cao độ – độ cao của một điểm và phương pháp đo độ cao 1 điểm trong thực tế bằng phương pháp hình học, sử dụng máy thủy bình.
Mục Lục
1. Khái Niệm Về Độ Cao
1.1 Mặt thủy chuẩn
Như đã biết, trái đất của chúng ta có 1/4 diện tích là đất liền và 3/4 còn lại là nước biển. Vì thế, mặt nước biển toàn cầu là bề mặt tổng quát của trái đất.
Vậy, Mặt thủy chuẩn trái đất (Geoid) là mặt nước biển trung bình yên tĩnh, xuyên qua các lục địa và hải đảo làm thành một mặt cong khép kín.
Đặc điểm và ý nghĩa của mặt thủy chuẩn trái đất:
- Đặc điểm: Phương dây dọi vuông góc mặt thủy chuẩn
- Vai trò: Mặt quy chiếu độ cao
- Điểm thủy chuẩn gốc của mỗi quốc gia: H=0 (Điểm được xác định tại mực nước biển trung bình)
1.2 Độ cao là gì?
- Độ cao 1 điểm: Là khoảng cách theo phương dây dọi từ điểm đó đến mặt thủy chuẩn gốc, được xác định từ điểm thủy chuẩn gốc H=0.
- Độ cao giả định H’: Là khoảng cách theo phương dây dọi từ điểm đó đến mặt thủy chuẩn giả định, được xác định từ độ cao 1 được chọn làm mốc độ cao giả định
- Chênh cao h:
- hAB=HB-HA
- hBA=HA-HB
- hAB=-hBA
Điểm không chế độ cao: Trên thực tế, các quốc gia khống chế độ cao bằng các mốc độ cao. Tại Việt Nam, mốc độ cao bố trí dọc quốc lộ 1A rải khắp các tỉnh thành toàn quốc.
2. Các Phương Pháp Đo Độ Cao Một Điểm Trong Thực Tế
2.1 Đo Độ Cao Là Gì
Đo độ cao 1 điểm là đo chênh lệch độ cao của điểm cần đo so với một điểm đã biết cao độ. Vì vậy, trên thực tế, để xác định cao độ của 1 điểm, ta phải dựa vào các mốc độ cao quốc gia hoặc dựa vào các mốc độ cao giả định.
Ví dụ trong hình:
Điểm cần xác định độ cao là B, độ cao là HB. Đã biết độ cao của điểm A là HA, ta phải đo được chênh cao giữa điểm A và điểm B gọi là hAB.
Vậy: HB = HA+ hAB
2.2 Các Phương Pháp Đo Độ Cao Trên Thực Tế
Có 3 cách để đo độ cao của một điểm được dùng:
Phương pháp 1: Đo cao thủy tĩnh
Phương pháp này đã rất lạc hâu do mất nhiều thời gian và độ chính xác không cao. Do vậy ta không bàn đến nó nữa.
Phương pháp 2: Đo cao hình học
Khi đo cao hình học, người ta sử dụng một thiết bị có tia ngắm nằm ngang để xác định chênh cao 2 điểm. Máy thủy bình là máy trắc địa thích hợp nhất cho phương pháp này do độ chính xác cao, dễ thao tác và giá thành rẻ.
Tham khảo các máy thủy bình tốt nhất:
Phương pháp 3: Đo cao lượng giác
Đo cao lượng giác là phương pháp đo cao sử dụng các công thức tính toán phức tạp hơn từ kết quả đo của nhiều điểm. Thiết bị chuyên dụng cho phép đo này là máy toàn đạc. Tuy nhiên trong xây dựng chi tiết, kết quả đo cao độ bằng máy toàn đạc chỉ mang tính tham khảo, không được dùng làm cơ sở để tiến hành thi công.
Tham khảo các máy toàn đạc:
3. Hướng Dẫn Cách Đo Cao Bằng Máy Thủy Bình
3.1 Đo chênh cao từ giữa
Giả sử đo chênh cao hAB, ta làm như sau:
- Đặt máy thủy bình giữa A và B (Điểm đặt ở đây là tương đối, không cần thiết trạm máy phải nằm trên đường thẳng AB.
- Lần lượt ngắm mia tại 2 điểm A và B và đọc số trên mia lần lượt là a, b
- Chênh cao đo được sẽ là: hAB=a-b
Lưu ý:
- Quy định mia sau mia trước: Nếu đo chênh cao từ A đến B, thì người ta quy ước điểm mia tại A là điểm mia sau, điểm mia tại B là điểm mia trước.
- Khoảng cách đặt trạm máy: Về lý thuyết, ta có thể đặt trạm máy ở vị trí bất kỳ, nhưng để có độ chính xác cao nhất thì ta cần chọn vị trí đặt máy gần A và B nhất.
- Nếu 2 điểm A và B cách nhau quá xa, ta cần chia nhỏ đoạn đo, và dẫn từ từ cao độ từ A đến B.
3.2 Đo chênh cao từ phía trước
Trường hợp này, điểm cần đo cao độ là B, điểm đã biết cao độ là A, điểm A và B tương đối gần nhau thì ta làm như sau:
- Đặt trạm máy lên điểm A.
- Đo cao máy, cao máy ký hiệu là i
- Dựng mia tại vị trí B, đọc số trên mia là b
- Ta tính được chênh cao hAB=i-b
- Độ cao điểm B sẽ là: hB=hA + (i-b)
